CK6140车床设计说明书

机械制造装备设计课程设计

设计题目：CK6140车床设计说明书

目录

第一章概述 (1)

1.0前言 (1)

1.1 设计要求 (2)

第二章主传动的设计 (3)

2.1 计算转速的确定 (3)

2.2变频调速电机的选择 (3)

2.3 转速图的拟定 (3)

2.4 传动轴的估算 (4)

2.5 主轴轴颈的确定 (6)

2.6 主轴最佳跨距的选择 (6)

2.7 齿轮模数的估算 (7)

2.8 同步带传动的设计 (9)

2.9 滚动轴承的选择 (11)

2.10 主要传动件的验算 (11)

总结 (16)

参考文献 (17)

1

共24 页第页

第一章概述

1.0前言

我国数控机床产量持续高速增长，根据市场需求和技术发展趋势，应重点推进高效、精密为核心的数控机床“”级工程，加强民展性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础，镄的民展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性的自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进成为先进制造技术的一项核心技术。通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备.

数控机床是典型的机电一体化课题，通过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知识得到综合应用。结构设计及控制系统设计能力都能受到训练，可有力的提高学生的分析问题、解决问题能力及机电一体化水平

CK6140数控车床的导轨经超音频淬火并精磨，耐磨性好，精度高，主轴采用变频无级调速控制，可自动完成对零件的内外柱面、端面、任意锥面、圆弧面及公英制螺纹切削等工序连续加工

在通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件

1.1 设计要求

机床类型：数控车床

主传动设计要求：满载功率7.5KW，

最高转速4000rpm,

最低转速41.5rpm

变速要求：无级变速

进给传动系统设计要求：伺服控制，行程1200mm，

最低速度0.001mm/r，

最高速度0.5mm/r，

最大载荷4500N，精度±3μm

第二章 主传动的设计

2.1 计算转速的确定

机床主轴的变速范围：错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 ，

且：错误！未找到引用源。=4000rpm,错误！未找到引用源。=41.5rpm

所以：错误！未找到引用源。=400041.5

错误！未找到引用源。=96.38 根据机床的主轴计算转速计算公式：错误！未找到引用源。=错误！未找到

引用源。 得：

错误！未找到引用源。=41.5х0.396.38错误！未找到引用源。=163.4rpm

2.2变频调速电机的选择

为了简化变速箱及其自动操纵机构，希望用双速变速箱，现取Z=2。为

了提高电机效率，应尽量使min min =n n 低高。

假设所选电机最高转速为4500rpm ，额定转速为1500rpm ，140000.894500i =

=，则有，2124500163.4i i i =，得20.18i =，2

163.4908rpm i =。取机床总效率η=0.98х0.98=0.96，则错误！未找到引用源。7.57.80.96

p ==kw 。电动机在1500rpm 时的输出功率为m i n 15007.512.4908

p =⨯=kw ，现取过载系数k=1.28，则电机功率为0min 1.312.416.1p kp kw ==⨯= 。

可选用上海德驱驰电气有限公司的UABP160L-4-50-18.5型号交流主轴

电动机，额定功率为18.5kw ，最高转速为4500rpm ，同步转速为1500rpm ，

调频范围为5-150HZ,基频为50HZ 。选配变频器型号：DRS3000-V4T0150C ，

售价1380元人民币。

2.3 转速图的拟定

2.3.1 传动比的计算

设电机轴与中间轴通过齿轮定比传动，取其传动比为错误！未找到引用

源。=0.67，

则'1100.89 1.330.67i i i =

==，'2200.180.270.67

i i i ===。 2.3.2 参数确定

第一级变速选用同步齿形带传动，两级变速组采用齿轮传动。选'1i 错误！未找到引用源。=1.33的齿轮副为70/51

选'

2i =0.27的齿轮副为26/95

2.3.3 主轴箱传动机构简图

2.3.4 转速图拟定

2.4 传动轴的估算

传动轴除应满足强度要求外，还满足刚度要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不是主要矛盾。除了载荷较大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求轴在载荷下不至于产生过大的变形。如果刚度不够，轴上的零件由于轴的变形过大而不能正常工作，或者产生振动和噪音，发热，过早磨损而失效，因此，必须保证传动轴有足够的刚度。

计算转速j n 是传动件传递全部功率的最低转速，各个传动轴上的计算

转速可以从转速图直接得出。

主轴： 2j n =163r/min

中间轴：1j n =595r/min

电机轴：0j n =893r/min

各轴功率和扭矩计算：

已知一级齿轮传动效率为0.98，则有：

电机轴功率：0p =0j n ³p 额/n 额=893³18.5/1500=11kw

中间轴功率：1p =0p ³0.98=11³0.98=10.8kw

主轴功率： 2p =1p ³0.98=10.8³0.98=10.6kw

电机轴扭矩：0T =95500p /0j n =9550³11/893=1.18³105

N ²mm

中间轴扭矩：1T =95501p /1j n =9550³10.8/595=1.73³105 N ²mm

主轴扭矩； 2T =95502p /2j n =9550³10.6/163=6.21³105 N ²mm

表2-1 各轴计算转速、功率、扭矩

轴 电机轴 中间轴 主轴

计算转速（r/min ） 893 595 163

功率(kw) 11 10.8 10.6

扭矩(N ²m) 118 173 621

按扭转刚度估算轴的直径